Normal koşullarda 5,6 L hacim kaplayan CH₄ gazı kaç gramdır? (C:12, H:1)
A) 2 gMerhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, normal koşullarda belirli bir hacim kaplayan bir gazın kütlesini bulmamız isteniyor. Kimya problemlerinde bu tür soruları çözerken adım adım ilerlemek, doğru sonuca ulaşmamızı sağlar. Hadi hep birlikte bu soruyu çözelim!
Normal koşullar (NŞA), $0^\circ C$ sıcaklık ve $1$ atmosfer basınç demektir. Bu koşullarda, herhangi bir ideal gazın $1$ molü $22,4$ litre hacim kaplar. Bu bilgi, gaz problemlerini çözerken anahtar bir adımdır.
Elimizde $5,6$ L $CH_4$ gazı var. NŞA'da $1$ mol gaz $22,4$ L hacim kapladığına göre, $5,6$ L gazın kaç mol olduğunu oran-orantı ile bulabiliriz:
$1 \text{ mol } CH_4 \longrightarrow 22,4 \text{ L}$
$x \text{ mol } CH_4 \longrightarrow 5,6 \text{ L}$
İçler dışlar çarpımı yaparak $x$'i bulalım:
$x \times 22,4 = 1 \times 5,6$
$x = \frac{5,6}{22,4}$
$x = \frac{1}{4}$
$x = 0,25 \text{ mol}$
Yani, $5,6$ L $CH_4$ gazı $0,25$ moldür.
$CH_4$ gazının mol kütlesini hesaplamak için, içerdiği atomların atom kütlelerini kullanırız. Soruda verilen atom kütleleri şunlardır:
$CH_4$ molekülünde $1$ tane Karbon ve $4$ tane Hidrojen atomu bulunur.
Mol kütlesi ($M_{CH_4}$) $= (1 \times \text{C atom kütlesi}) + (4 \times \text{H atom kütlesi})$
$M_{CH_4} = (1 \times 12) + (4 \times 1)$
$M_{CH_4} = 12 + 4$
$M_{CH_4} = 16 \text{ g/mol}$
Bu, $1$ mol $CH_4$ gazının $16$ gram olduğu anlamına gelir.
Şimdi mol sayısını ($n = 0,25$ mol) ve mol kütlesini ($M = 16$ g/mol) bildiğimize göre, gazın kütlesini ($m$) hesaplayabiliriz. Mol formülü şöyledir:
$n = \frac{m}{M}$
Bu formülü kütleyi bulmak için düzenlersek:
$m = n \times M$
Değerleri yerine koyalım:
$m = 0,25 \text{ mol} \times 16 \text{ g/mol}$
$m = \frac{1}{4} \times 16$
$m = 4 \text{ g}$
Yani, normal koşullarda $5,6$ L hacim kaplayan $CH_4$ gazı $4$ gramdır.
Cevap B seçeneğidir.
